有許多事情我們在地球上能夠做到，并且認為它們是理所應當的。同樣的事情在太空中卻很難做到，比如說重力所帶來的一切。重力使得這些事成為可能：行走，以及控制自己的身體向一個固定的方向移動。當我們向一個錯誤的方向移動時，我們可能會撞到一些東西，所以我們會有所反應然後改變方向。飛機通過推動其周圍的空氣來改變方向，但是在被無盡的虛無包圍時，有什麼東西可以讓一艘宇宙飛船推動以控制它自己呢？

還記得那些在學校裡學到的牛頓力學定律嗎？我們将需要更新我們腦海中的這些物理學基本定律，因為它們關乎對以下幾件事的理解——一個火箭如何在外太空中移動，翻轉，以及選擇一個固定的移動方向。

牛頓第一定律：一切物體在不受外力作用時，總保持勻速直線運動狀态或靜止狀态。

牛頓第二定律：物體運動的加速度與與物體所受外力合力成正比，且加速度方向與合外力方向相同。（加速度是用來描述速度的方向和大小變化快慢的物理量。）

牛頓第三定律：兩物體之間力是相互的，最好的例子就是牛頓擺球。

隻要火箭進入太空，它就不會受到任何拉力——飛機必須處理的拉力。因此，如果引擎關閉，按照牛頓第一定律，太空飛船将在慣性作用下以引擎仍啟動時的速度繼續滑行。除非它受到外來物體的撞擊（這可以提供定律中所提到的“力”）或者接近一顆可以給它提供重力的行星，它将會以原先的方向速度行進。

我們在思考關于在一個面上施加力來指導運動方向的例子時，常常見到這條定律的應用。火箭使用能夠産生高壓氣體的燃料來推動自己前進。與火箭運動方向相反的廢氣推動着火箭朝向前方，因為廢氣施加（給外部）的力有一個等量的反方向的力。

所以，如果宇宙飛船要左轉，那麼飛船右側的推進器就需要點火。實際上，在太空中控制飛船比在普通大氣中更容易。在燃料廢氣離開飛船引擎的同時，它一定會把周圍的氣體推遠。這會消耗火箭的一些能量。在太空中，燃料廢氣會自由逃逸。

然而，這種可以産生驅動火箭的廢氣的燃料也需要氧氣來助燃。如同我們已經提到的一樣，真空的太空中并沒有氧氣。那麼我們該如何點燃燃料呢？

火箭在它們的太空旅行中需要攜帶氧氣。在火箭的發動機中，燃料和氧化劑在燃燒室中燃燒，創造出從飛船尾部釋放出的高熱氣體，提供其前進所需要的巨大推力。然而，請你想象一下在一個長途太空任務中攜帶幾個沉重的氧氣罐——這是極大的負荷。所幸一些火箭燃料經過發展已經可以無氧燃燒，例如聯氨。當暴露在恰當的催化環境下時，聯氨分解成氨，氮和氫。

我想，很顯然，親愛的牛頓創造這些定律可不僅僅是為了在科學課上折磨你！如果沒有這些物理學基本定理，我們不可能計算太空旅行中的各項數據和決定如何在宇宙中控制飛船。感謝艾薩克·牛頓！

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Rujuta Pradhan- sciabc

Ask an Astronomer (Cornell University)

Union University

Macaulay Honors College (City University of New York)

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